H Αρχιτεκτονική του Προσαρµοστικού Εκπαιδευτικού Συστήµατος INSPIRE 1

2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε ιεθνή Συµµετοχή 265 H Αρχιτεκτονική του Προσαρµοστικού Εκπαιδευτικού Συστήµατος INSPIRE 1 Παπανικολάου Κ., Υπ. ιδάκτορας, spap@di.uoa.gr Γρηγοριάδου Μ., Επίκουρη Καθηγήτρια, gregor@di.uoa.gr ρ. Μαγουλάς Γ., Επιστηµονικός Συνεργάτης, magoulas@di.uoa.gr Κορνιλάκης Χ., Νέος Ερευνητής, Πληροφορικός, harryk@di.uoa.gr Τµήµα Πληροφορικής, Παν. Αθηνών Περίληψη Στη συγκεκριµένη εργασία παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική ενός πρωτότυπου εκπαιδευτικού προσαρµοστικού συστήµατος για το ιαδίκτυο, το οποίο σχεδιάστηκε στα πλαίσια του ερευνητικού προγράµµατος ΠΕΝΕ 99 της Γενικής Γραµµατείας Έρευνας και Τεχνολογίας µε τίτλο "Μελέτη, σχεδίαση και ανάπτυξη νοήµονος συστήµατος για τηλε-εκπαίδευση". Το συγκεκριµένο σύστηµα υιοθετεί τη µέθοδο της προσαρµοστικής παρουσίασης µαθηµάτων σύµφωνα µε την οποία το περιεχόµενο κάθε µαθήµατος δηµιουργείται δυναµικά κατά την αλληλεπίδρασή του εκπαιδευόµενου µε το σύστηµα και ακολουθεί το γνωστικό υπόβαθρο, τις προτιµήσεις του αλλά και την εξέλιξή του. Συνοπτικά περιγράφονται τα διάφορα τµήµατα του συστήµατος και ο τρόπος που αυτά αλληλεπιδρούν. Λέξεις κλειδιά: Εκπαίδευση από Απόσταση, Προσαρµοστικά Εκπαιδευτικά Συστήµατα στο ιαδίκτυο, Προσαρµοστικότητα, Εξατοµικευµένη Μάθηση Αbstract In this paper we describe the architecture for a prototype adaptive educational system for the Internet, designed in the framework of the research program PENED99 of the General Secretariat for Research & Development, entitled "Study, design and development of an Intelligent System for Tele-education". This particular system adopts the adaptive lesson presentation method, according to which the content of each lesson is generated dynamically during the interaction of the learner with the system, and follows his/her knowledge background, his preferences and his progress. We briefly describe the various modules of the system and the way they interact with each other. 1. Εισαγωγή Η µελέτη και σχεδίαση προσαρµοστικών περιβαλλόντων µάθησης συνδυάζει θεωρίες από το χώρο της ιδακτικής, της Γνωσιακής επιστήµης και της Τεχνητής Νοηµοσύνης. Ο απώτερος στόχος που δικαιολογεί και επιβάλλει αυτή τη συνεργασία είναι η ανάπτυξη νοηµ 2 όνων υπολογιστικών συστηµάτων ικανών να παρέχουν ή να υποστηρίζουν µαθησιακές εµπειρίες αναφερόµενες σε ένα ευρύ φάσµα γνωστικών πεδίων και προσανατολισµένες στις ιδιαίτερες ανάγκες και απαιτήσεις του κάθε εκπαιδευόµενου [9]. Ο όρος προσαρµογή (adaptation) αναφέρεται στη δυνατότητα ενός συστήµατος να αλλάζει δυναµικά κατά την αλληλεπίδρασή του µε τον εκπαιδευόµενο [23]. Πιο συγκεκριµένα, σε ένα προσαρµοστικό περιβάλλον µάθησης, το περιεχόµενο του µαθήµατος δεν παρουσιάζεται µε βάση µια προκαθορισµένη και στατική σειρά, αλλά προκύπτει δυναµικά από την αλληλεπίδραση συστήµατος και εκπαιδευόµενου, µε βάση συγκεκριµένους παιδαγωγικούς και 1 INtelligent System for Personalised Instruction in a Remote Environment

266 Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση γνωστικούς στόχους καθώς και τη γνώση του συστήµατος σχετικά µε το γνωστικό αντικείµενο και τα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόµενου[12]. Στη συγκεκριµένη εργασία παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική ενός πρωτότυπου προσαρµοστικού εκπαιδευτικού συστήµατος για το ιαδίκτυο. Συνοπτικά περιγράφονται οι διαφορετικές µονάδες του και o τρόπος που αλληλεπιδρούν για τη δυναµική δηµιουργία µαθηµάτων προσαρµοσµένων στον εκπαιδευόµενο. 2. Προσαρµοστικά Εκπαιδευτικά Συστήµατα Υπερ-µέσων Σε ένα Εκπαιδευτικό Σύστηµα Υπερ-µέσων (Εducational Hypermedia Systems) ή ΕΣΥ [4], ο εκπαιδευόµενος έχει τη δυνατότητα ελεύθερης πλοήγησης µέσα σε ένα εκτεταµένο και αποκεντρωµένο δίκτυο πληροφορίας και γνώσης. Η ανοιχτή και ελεύθερης πλοήγησης φύση ενός περιβάλλοντος υπερ-µέσων, όπως το ιαδίκτυο, µπορεί να υποστηρίξει σύγχρονα µοντέλα µάθησης, σύµφωνα µε τα οποία ο εκπαιδευόµενος αναλαµβάνει τον κεντρικό ρόλο στην εκπαιδευτική διαδικασία [8][6]. Λόγω όµως των σύµφυτων προβληµάτων του αποπροσανατολισµού και της γνωστικής υπερφόρτωσης που συχνά αντιµετωπίζουν οι χρήστες σε ένα τέτοιο περιβάλλον, είναι αµφίβολο εάν η ελεύθερη πλοήγηση και αναζήτηση αρκεί για να οδηγήσει στη µάθηση [7][8] και στην επίτευξη των διδακτικών στόχων ενός µαθήµατος [19]. Οι προτεινόµενες µέθοδοι αντιµετώπισης αυτών των προβληµάτων[14] όπως χάρτες επισκόπησης (overview maps), καταγραφή ιστορικού αλληλεπίδρασης (interaction histories) και κατευθυνόµενες περιηγήσεις (guided tours), προσφέρουν παθητική βοήθεια χωρίς να λαµβάνουν υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόµενου [5]. Αντίστοιχα, η έννοια της προσαρµοστικότητας (adaptivity) σε ένα ΕΣΥ στοχεύει στην ανάπτυξη συνιστωσών στο σύστηµα οι οποίες να υλοποιούν το ρόλο ενός προσωπικού εκπαιδευτή, ικανού να υποστηρίζει τον εκπαιδευόµενο στη διάρκεια της µελέτης του αναγνωρίζοντας τις ανάγκες του, σεβόµενος τις προτιµήσεις του και ακολουθώντας την πρόοδό του. Ο σχεδιασµός και η υλοποίηση ενός προσαρµοστικού ΕΣΥ συνδυάζει τεχνολογίες και πρότυπα που αναπτύχθηκαν στα Νοήµονα Εκπαιδευτικά Συστήµατα (Intelligent Tutoring Systems) [23] και στα Προσαρµοστικά Συστήµατα Υπερµέσων (Adaptive Hyper-media Systems) [4] [2]. Η αναπαράσταση του πεδίου γνώσης αλλά και η αναπαράσταση της διδακτικής (instructional) γνώσης στο σύστηµα, η µοντελοποίηση του εκπαιδευόµενου, η παρακολούθηση και αξιολόγηςή του στη διάρκεια της αλληλεπίδρασής του µε το σύστηµα αποτελούν σηµαντικά ερευνητικά θέµατα στον παραδοσιακό χώρο των Νοηµόνων Εκπαιδευτικών Συστηµάτων αλλά και κοµβικά θέµατα προς επίλυση κατά το σχεδιασµό των δοµικών µονάδων της αρχιτεκτονικής ενός προσαρµοστικού ΕΣΥ. Από το χώρο των προσαρµοστικών συστηµάτων υπερ-µέσων δύο τεχνολογίες προσαρµοστικότητας έχουν εφαρµοστεί σε προσαρµοστικά ΕΣΥ [4]: η προσαρµοστική παρουσίαση (adaptive presentation or content sequencing) και η προσαρµοστική πλοήγηση (adaptive navigation or link-level adaptation). Σύµφωνα µε την πρώτη µέθοδο το περιεχόµενο µιας σελίδας υπερ-µέσων δηµιουργείται ή συντίθεται από µονάδες εκπαιδευτικού υλικού σύµφωνα µε το επίπεδο γνώσης, τους γνωστικούς στόχους και άλλα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόµενου [15]. Στη δεύτερη µέθοδο, στόχος είναι η υποστήριξη των εκπαιδευοµένων στην πλοήγησή τους µέσα στο πεδίο γνώσης του συστήµατος, προσαρµόζοντας τους εµφανείς συνδέσµους (visible links) στους στόχους, στο επίπεδο και σε άλλα χαρακτηριστικά του εκπαιδευόµενου [21][22]. Στη συνέχεια της εργασίας θα παρουσιάσουµε την αρχιτεκτονική ενός εκπαιδευτικού προσαρµοστικού συστήµατος το οποίο υιοθετεί τη µέθοδο της προσαρµοστικής παρουσίασης για την παροχή µαθηµάτων µέσω του ιαδικτύου. 3. Αρχιτεκτονική του Προσαρµοστικού Εκπαιδευτικού Συστήµατος Βασικός στόχος του εκπαιδευτικού προσαρµοστικού συστήµατος INSPIRE είναι η δυναµική δηµιουργία µαθηµάτων, τα οποία ανταποκρίνονται στο γνωστικό επίπεδο, τις ανάγκες και προτιµήσεις του κάθε εκπαιδευόµενου. Πεδίο εφαρµογής του συστήµατος είναι η εκπαίδευση από απόσταση µέσω του ιαδικτύου. Σε αυτή τη µορφή εκπαίδευσης, το κοινό µιας τάξης είναι συνήθως ανοµοιογενές, όσον αφορά στο επίπεδο γνώσης, αλλά και στο βαθµό

2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε ιεθνή Συµµετοχή 267 εξοικείωσής του µε τις νέες τεχνολογίες. Παράλληλα, οι εκπαιδευόµενοι είναι συνήθως ενήλικες και µελετούν µόνοι τους σε χώρο και χρόνο της επιλογής τους, αναλαµβάνοντας την κύρια ευθύνη της µάθησής τους. Το προτεινόµενο σύστηµα παρακολουθεί τις κινήσεις και τις αποκρίσεις του εκπαιδευόµενου σε όλη τη διάρκεια της µελέτης του, τις αξιολογεί και ανάλογα αναπροσαρµόζει το παρεχόµενο εκπαιδευτικό υλικό των µαθηµάτων. Στοχεύει αρχικά να περιορίσει το πεδίο γνώσης που εµφανίζεται στον εκπαιδευόµενο (στα πρώτα του βήµατα), ενώ σταδιακά το εµπλουτίζει ακολουθώντας την πρόοδό του. Η βασική γνώση του συστήµατος σχετικά µε το γνωστικό αντικείµενο (πεδίο γνώσης) αλλά και τον εκπαιδευόµενο (µοντέλο εκπαιδευόµενου) αποθηκεύεται σε µια βάση δεδοµένων (Β ). Η αρχιτεκτονική του συστήµατος δοµείται από τις παρακάτω µονάδες: Μονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος (Lesson Generation Module), Μονάδα Αξιολόγησης (Evaluation Module), Μονάδα Παρουσίασης (Presentation Module), Μονάδα Εποπτείας Εκπαιδευόµενου (Learner s Monitor Module). Ο τρόπος µε τον οποίο οι µονάδες αυτές αλληλεπιδρούν εµφανίζεται στο Σχήµα 1, όπου οι διακεκοµµένες γραµµές δηλώνουν την ανταλλαγή δεδοµένων µεταξύ των µονάδων και της Β, ενώ οι συνεχόµενες γραµµές δηλώνουν τη ροή του προγράµµατος. Ο σχεδιασµός του συστήµατος παρέχει στον εκπαιδευόµενο τις εξής δυνατότητες παρέµβασης (end-user modifiability) (βλέπε Σχήµα 1 - Ρυθµίσεις Συστήµατος): (i) επιλογή γνωστικού στόχου (ii) ενεργοποίηση / απενεργοποίηση της αυτοµατοποιηµένης διαδικασίας δηµιουργίας µαθηµάτων, (iii) επιλογή περιεχοµένου µαθήµατος καθώς και των χαρακτηριστικών του παρεχόµενου εκπαιδευτικού υλικού (βλέπε Ενότητα 3.1.1), (iv) επιλογή ενέργειας που εκκινεί την ανανέωση µαθήµατος (βλέπε Ενότητα 3.2 Μονάδα Εποπτείας). Προσαρµοστικό Εκπαιδευτικό Σύστηµα INSPIRE Ρυθµίσεις Συστήµατος Αλλαγή Ρυθµίσεων Βάση εδοµένων Μονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος Μονάδα Αξιολόγησης Ανανέωση Μαθήµατος Μονάδα Παρουσίασης Μη Ανανέωση Μονάδα Εποπτείας Εκπαιδευόµενου Παρουσίαση Μαθήµατος Απόκριση Εκπαιδευόµενου Αρχικοποίηση Ρυθµίσεων Åêðáéäåõüìåíïò Σχήµα 1: H αρχιτεκτονική του προσαρµοστικού εκπαιδευτικού συστήµατος INSPIRE. Κατά την εκκίνηση της λειτουργίας του συστήµατος ο εκπαιδευόµενος έχει τη δυνατότητα να επιλέξει γνωστικό στόχο και να αρχικοποιήσει τις Ρυθµίσεις Συστήµατος, οι τιµές των οποίων αποθηκεύονται στη Β. Στη συνέχεια, η Μονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος επιλέγει το εκπαιδευτικό υλικό του µαθήµατος µε βάση τον επιλεγµένο γνωστικό στόχο, οικοδοµεί το µοντέλο του εκπαιδευόµενου και το αποθηκεύει στη Β του συστήµατος. Η Μονάδα Παρουσίασης µε βάση τα περιεχόµενα του µαθήµατος συνθέτει και παρουσιάζει την αντίστοιχη HTML σελίδα. Στη συνέχεια το σύστηµα αναµένει την απόκριση του εκπαιδευόµενου. Η µονάδα Εποπτείας σε όλη τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης, ελέγχει τις κινήσεις του εκπαιδευόµενου, κάνει τους απαραίτητους υπολογισµούς και ανανεώνει το µοντέλο του µε τα τρέχοντα δεδοµένα. Όταν καταγράψει µία κίνηση του εκπαιδευόµενου, η οποία σύµφωνα µε τις Ρυθµίσεις Συστήµατος εκκινεί τη διαδικασία Ανανέωσης Μαθήµατος, τότε δίνει τον έλεγχο στη Μονάδα Αξιολόγησης. Ακόµα, στην περίπτωση που ο εκπαιδευόµενος θελήσει να αλλάξει τις Ρυθµίσεις του Συστήµατος τότε η µονάδα Εποπτείας µεταφέρει τη ροή της λειτουργίας στην αρχή. Η Μονάδα Αξιολόγησης, όταν της δοθεί ο έλεγχος, συνεκτιµά τις

268 Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση πληροφορίες που διαθέτει για τον εκπαιδευόµενο και αναγνωρίζει το γνωστικό του επίπεδο. Ακολουθεί η δηµιουργία ενός νέου µαθήµατος από τη µονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος µε βάση την αξιολόγηση του εκπαιδευόµενου και η λειτουργία συνεχίζει επαναληπτικά. Η βάση δεδοµένων και οι µονάδες που αποτελούν το σύστηµα καθώς και ο τρόπος που αυτές αλληλεπιδρούν µεταξύ τους περιγράφονται στη συνέχεια. Στη συγκεκριµένη παρουσίαση η περιγραφή είναι γενική και δεν υπεισέρχεται στις µεθόδους που εφαρµόζουν οι διάφορες µονάδες. 3.1 Βάση εδοµένων Προσαρµοστικού Εκπαιδευτικού Συστήµατος Η Β είναι ένα ιδιαίτερα σηµαντικό τµήµα του συστήµατος. Αποτελείται από δύο διακριτά µέρη, το πεδίο γνώσης (domain knowledge) του συστήµατος και το µοντέλο εκπαιδευόµενου (learner's model). 3.1.1 Αναπαράσταση Πεδίου Γνώσης οµικό στοιχείο ενός προσαρµοστικού εκπαιδευτικού συστήµατος αποτελεί η αναπαράσταση του πεδίου γνώσης. Το πεδίο γνώσης θα πρέπει να δοµείται µε ένα τρόπο που να υποστηρίζει τη δυνατότητα του συστήµατος να επιλέγει και να επαναχρησιµοποιεί εκπαιδευτικό υλικό ανάλογα µε τις απαιτήσεις και την τρέχουσα κατάσταση του εκπαιδευοµένου. Η αναπαράσταση του πεδίου γνώσης καθώς και η ποιότητα του εκπαιδευτικού υλικού που αυτό περιλαµβάνει, επηρεάζουν σηµαντικά την ποιότητα του εκπαιδευτικού αποτελέσµατος. Στο σύστηµα INSPIRE υιοθετείται µία ιεραρχική αναπαράσταση του πεδίου γνώσης σε τρία επίπεδα, όπου κάθε επίπεδο περιλαµβάνει ένα διαφορετικό τύπο παιδαγωγικής γνώσης [10] (βλέπε Σχήµα 2). Στο πρώτο επίπεδο ορίζονται οι γνωστικοί στόχοι (knowledge goal). Κάθε γνωστικός στόχος σχετίζεται µε ένα υποσύνολο των εννοιών του πεδίου γνώσης, οι οποίες είναι απαραίτητες για την κατανόησή του. Οι έννοιες (concepts) του πεδίου γνώσης αποτελούν το δεύτερο επίπεδο. Οι σχέσεις µεταξύ των διαφορετικών εννοιών ενός γνωστικού στόχου δηλώνονται µέσω ποιοτικών χαρακτηρισµών που επιδέχονται οι έννοιες: σηµαντικές έννοιες (outcome concepts), προαπαιτούµενες έννοιες (prerequisite concepts), σχετικές έννοιες (related concepts) [11]. Tο τρίτο επίπεδο αποτελείται από µονάδες γνώσης (knowledge modules) οι οποίες απαρτίζουν το εκπαιδευτικό υλικό του συστήµατος. Οι µονάδες γνώσης είναι διαφόρων τύπων δηλ. κείµενα, παραδείγµατα, ασκήσεις, προσοµοιώσεις / δραστηριότητες, µελέτες περίπτωσης και χαρακτηρίζονται από το επίπεδο δυσκολίας τους, το βαθµό αλληλεπίδρασής τους µε τον εκπαιδευόµενο, κ.λπ. Πολλές µονάδες γνώσης διαφόρων τύπων και πολλαπλών επιπέδων δυσκολίας και λοιπών χαρακτηριστικών, συνδέονται µε κάθε σηµαντική έννοια ενός γνωστικού στόχου. Η ανάπτυξη εκπαιδευτικού υλικού αυτής της µορφής υποστηρίζει τη δυνατότητα του συστήµατος να εφαρµόζει διαφορετικές εκπαιδευτικές στρατηγικές λαµβάνοντας υπόψη το γνωστικό επίπεδο και τις προτιµήσεις του εκπαιδευοµένου. Ταυτόχρονα αποτελεί µια ιδιαίτερα απαιτητική διαδικασία την οποία ενδείκνυται να αναλαµβάνουν εκπαιδευτές µε εµπειρία στο γνωστικό αντικείµενο και τη διδασκαλία του. Η αποθήκευση και ανάκτηση των µονάδων γνώσης γίνεται µε βάση τα ιδιαίτερα σηµασιολογικά (semantics), παιδαγωγικά (pedagogical), τεχνικά (technical) και άλλα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Η περιγραφή τους στο σύστηµα ακολουθεί το πρότυπο περιγραφής για εκπαιδευτικά µετα-δεδοµένα (educational metadata) ARIADNE [1], το οποίο είναι αρκετά απλό στη δοµή και τη λογική του και καλύπτει τις ανάγκες και τους στόχους του έργου. Παράµετροι των εκπαιδευτικών µετα-δεδοµένων των µονάδων γνώσης που σχετίζονται µε την προσαρµοστικότητα του συστήµατος είναι: (i) ο τύπος τους: {Κείµενο, Παράδειγµα, Ασκήσεις, Προσοµοίωση / ραστηριότητες, κ.λπ.}, (ii) ο βαθµός αλληλεπίδρασής τους: {Χαµηλή, Μεσαία, Υψηλή} και αναφέρεται στο βαθµό συµµετοχής του εκπαιδευόµενου στη µελέτη της µονάδας, (ii) ο βαθµός δυσκολίας τους: {01, 02, 03}, (iii) οι έννοιες που η µονάδα γνώσης παρουσιάζει, εξετάζει, κ.λπ. και (iv) ο γνωστικός στόχος στον οποίο η µονάδα γνώσης ανήκει.

2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε ιεθνή Συµµετοχή 269 Κείµενο Video-Animation Προσωµοιώσεις/ Παραδείγµατα Ασκήσεις Γλωσσάρι ραστηριότητες 3 ο Επίπεδο: Εκπαιδευτικό Υλικό 2 ο Επίπεδο: Έννοιες Στόχος 1 Στόχος 2 Στόχος 3 1 ο Επίπεδο: Γνωστικοί Στόχοι Σχήµα 2. οµή του πεδίου γνώσης του εκπαιδευτικού προσαρµοστικού συστήµατος INSPIRE Στη βάση δεδοµένων του συστήµατος φυλάσσεται ένας πίνακας για κάθε ένα από τα διαφορετικά επίπεδα του πεδίου γνώσης, δηλαδή τους γνωστικούς στόχους, τις έννοιες, και τις µονάδες γνώσης, καθώς και πίνακες που διατηρούν τις σχέσεις µεταξύ τους. Ο πίνακας του εκπαιδευτικού υλικού περιλαµβάνει τα εκπαιδευτικά µετα-δεδοµένα για την κάθε γνωστική µονάδα καθώς και το όνοµα του αντίστοιχου ΗΤΜL αρχείου στο δίσκο του συστήµατος. 3.1.2 Μοντέλο Εκπαιδευόµενου Το µοντέλο εκπαιδευόµενου παρέχει µια ολοκληρωµένη περιγραφή της κατάστασης του εκπαιδευόµενου, δηλ. της συµπεριφοράς του κατά την αλληλεπίδρασή του µε το σύστηµα, των προτιµήσεών του καθώς και του γνωστικού του επιπέδου. Αποθηκεύει την τρέχουσα κατάσταση του εκπαιδευόµενου, αντιµετωπίζοντας έτσι την αδυναµία διατήρησης κατάστασης του HTTP πρωτοκόλλου[2], που αποτελεί βασικό πρόβληµα ανάπτυξης εφαρµογών στο ιαδίκτυο. Η συγκεκριµένη δοµή δεδοµένων είναι ένα δέντρο τεσσάρων επιπέδων, κάθε ένα από τα οποία περιλαµβάνει συγκεκριµένες πληροφορίες για την κατάσταση του εκπαιδευόµενου σε σχέση µε τα διαφορετικά επίπεδα του πεδίου γνώσης (βλέπε Σχήµα 3). Εκπαιδευόµενος Επίπεδο 1: Εκπαιδευόµενος ΓΣ 1 ΓΣ 2 ΓΣ 3.... Επίπεδο 2: Γνωστικοί Στόχοι Εν 1 Εν 2 Εν 1 Εν 2 Εν 1 Εν 2.... Επίπεδο 3: Έννοιες Ε 1 Ε 2 Ε 3 Ε 4 Ε 1 Ε 2 Ε 3 Ε 4 Ε 1 Ε 2 Ε 3 Ε 4 Σχήµα 3: Μοντέλο εκπαιδευόµενου Επίπεδο 4: Εκπαιδευτικό Υλικό Η δοµή του δέντρου αντανακλά τη δοµή του πεδίου γνώσης του συστήµατος, όπως παρουσιάστηκε στην Ενότητα 3.1.1 και χρησιµοποιείται για την επικοινωνία των διαφορετικών µονάδων του συστήµατος. Επίπεδο Μοντέλου Επίπεδο 1: Εκπαιδευόµενος Περιεχόµενα κόµβου - Όνοµα, Ηλικία, Φύλο, Εθνικότητα - Ποσοστό χρόνου που αφιερώνει σε κάθε τύπο εκπαιδευτικού υλικού

270 Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση Επίπεδο 2: Γνωστικοί Στόχοι Επίπεδο 3: Έννοιες - Αριθµός γνωστικών µονάδων τις οποίες έχει προσπελάσει από κάθε τύπο - Χρόνος τελευταίας αξιολόγησης - Ηµεροµηνία τελευταίας πρόσβασης στο σύστηµα - είκτης του στόχου στον αντίστοιχο πίνακα της Β του συστήµατος - Το ποσοστό των σηµαντικών εννοιών που έχει µάθει 1 - ίτιµη µεταβλητή που δηλώνει εάν ο γνωστικός στόχος είναι ενεργός - Ηµεροµηνία τελευταίας πρόσβασης στο γνωστικό στόχο - είκτης της έννοιας στον αντίστοιχο πίνακα της Β του συστήµατος. - Αριθµός ασκήσεων που ο εκπαιδευόµενος προσπάθησε να επιλύσει - Ποσοστό των ερωτήσεων που απαντήθηκαν µε επιτυχία - Μέσος αριθµός προσπαθειών πριν δοθεί η σωστή απάντηση - Συνολικός αριθµός παρανοήσεων του εκπαιδευόµενου - Συνολικός χρόνος που αφιέρωσε σε κάθε τύπο εκπαιδευτικού υλικού - Συχνότητα αλλαγής σελίδας κατά την πλοήγησή του στο σύστηµα - Συνολικός αριθµός εξωτερικών συνδέσµων που ακολούθησε - Συνολικός χρόνος πλοήγησης σε εξωτερικούς συνδέσµους - Εκτίµηση της γνώσης του εκπαιδευόµενου για την έννοια 2 - είκτης της µονάδας γνώσης στον αντίστοιχο πίνακα της Β - Συνολικός χρόνος που αφιέρωσε στη µελέτη της µονάδας γνώσης Επίπεδο 4: Εκπαιδευτικό Υλικό Πίνακας 1: Τα περιεχόµενα των κόµβων του µοντέλου εκπαιδευόµενου Ο Πίνακας 1 παρουσιάζει συνοπτικά τα περιεχόµενα του κάθε κόµβου του δέντρου. Η ρίζα του δέντρου περιλαµβάνει γενικές πληροφορίες για τον εκπαιδευόµενο. Πιο συγκεκριµένα, διατηρεί: (i) τα προσωπικά του δεδοµένα, τα οποία παρέχει ο ίδιος, (ii) πληροφορίες σχετικά µε τις προτιµήσεις του εκπαιδευόµενου σε εκπαιδευτικό υλικό συγκεκριµένου τύπου (βλέπε Ενότητα 3.1.1), (iii) τo χρόνο της τελευταίας αξιολόγησης του εκπαιδευόµενου από το σύστηµα (βλέπε Μονάδα Αξιολόγησης), και (iv) την ηµεροµηνία της τελευταίας πρόσβασής του στο σύστηµα ώστε, στην περίπτωση που ο χρόνος που πέρασε από την προηγούµενη «επίσκεψή» του έχει ξεπεράσει ένα όριο, το σύστηµα να έχει τη δυνατότητα να το διαπιστώσει και να του επιτρέψει να επιλέξει ο ίδιος το επίπεδό του σε κάθε έννοια του γνωστικού στόχου. Το δεύτερο επίπεδο του δέντρου διατηρεί πληροφορίες σχετικά µε τους γνωστικούς στόχους που ο εκπαιδευόµενος µελετά ή έχει στο παρελθόν µελετήσει (αντιστοιχεί ένας κόµβος σε κάθε γνωστικό στόχο). Το τρίτο επίπεδο του δέντρου περιλαµβάνει τις έννοιες που ο εκπαιδευόµενος µελετά ή έχει µελετήσει στο παρελθόν. Κάθε έννοια είναι «παιδί» του στόχου στον οποίο ανήκει. Το τελευταίο επίπεδο του δέντρου περιλαµβάνει πληροφορίες σχετικά µε τις γνωστικές µονάδες του εκπαιδευτικού υλικού που ο εκπαιδευόµενος έχει µελετήσει ή µελετά και όχι για όλες τις γνωστικές µονάδες που συνδέονται µε την κάθε έννοια. Κάθε µονάδα γνώσης είναι «παιδί» της έννοιας στην οποία ανήκει. 3.2 Μονάδες Προσαρµοστικού Εκπαιδευτικού Συστήµατος Η υλοποίηση των µονάδων του συστήµατος είναι ανεξάρτητη της συγκεκριµένης αρχιτεκτονικής και επιτυγχάνεται µε µεθόδους τεχνητής νοηµοσύνης. Στη συνέχεια θα περιγράψουµε το ρόλο της κάθε µονάδας στη λειτουργία του συστήµατος. Μονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος. Επιλέγει τη δοµή και το περιεχόµενο των µαθηµάτων λαµβάνοντας υπόψη το γνωστικό επίπεδο του εκπαιδευόµενου, όπως προκύπτει από τη Μονάδας Αξιολόγησης, καθώς και τους γνωστικούς στόχους και τις προτιµήσεις του. Οι 1 Ένας γνωστικός στόχος επιτυγχάνεται όταν ο εκπαιδευόµενος µάθει το 100% των σηµαντικών εννοιών του. 2 Η µονάδα αξιολόγησης εκπαιδευόµενου εκτιµά όλα αυτά τα στοιχεία και αποφαίνεται σχετικά µε τη γνώσης του εκπαιδευόµενου στη συγκεκριµένη έννοια σαν {EI, I, RI, RS, AS, S}={ΕξαιρετικάΑνεπαρκής, Ανεπαρκής, Μάλλον Ανεπαρκής, Μάλλον Επαρκής, Σχεδόν Επαρκής, Επαρκής}[16].

2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε ιεθνή Συµµετοχή 271 πληροφορίες αυτές βρίσκονται στο µοντέλο του εκπαιδευόµενου στη Β του συστήµατος. Αντίστοιχα, οι πληροφορίες σχετικά µε το περιεχόµενο του κάθε παραγόµενου µαθήµατος και τις γνωστικές µονάδες που το αποτελούν, προστίθενται στο µοντέλο του εκπαιδευόµενου στη Β. Ο γενικός εκπαιδευτικός σχεδιασµός του συστήµατος επιτρέπει στους εκπαιδευόµενους να επιλέγουν το γνωστικό στόχο που επιθυµούν να µελετήσουν µέσα από ένα σύνολο προκαθορισµένων στόχων. Η δυνατότητα επιλογής γνωστικού στόχου αποτελεί κίνητρο µελέτης ιδιαίτερα στους ενήλικες. Μετά την επιλογή γνωστικού στόχου, το σύστηµα ακολουθεί ένα εκπαιδευτικό προγραµµατισµό (instructional planning) που εγγυάται τη συνέπεια, συνοχή και συνέχεια της εκπαιδευτικής διαδικασίας και στοχεύει στην επίτευξη του γνωστικού στόχου που έχει επιλέξει ο εκπαιδευόµενος. Ο εκπαιδευτικός προγραµµατισµός των µαθηµάτων αποτελεί τη διαδικασία επιλογής της θεµατολογίας των µαθηµάτων (planning the content) και του κατάλληλου εκπαιδευτικού υλικού (planning the delivery)[22]. Eπιλογή θεµατολογίας µαθήµατος. Αφορά την επιλογή των εννοιών του γνωστικού στόχου που θα παρουσιαστούν στον εκπαιδευόµενο. Η διαδικασία αυτή καθορίζεται κύρια από το γνωστικό επίπεδο του εκπαιδευόµενου στις διαφορετικές έννοιες του στόχου αλλά και τη σπουδαιότητά τους (σηµαντικές, προαπαιτούµενες, σχετικές) στην επίτευξή του. Η σειρά παρουσίασης των ενοιών του µαθήµατος ακολουθεί το µοντέλο του «φακού εστίασης», διατηρώντας τη δοµή του κεφαλαίου, ενότητας, γνωστικών στόχων. Για κάθε στόχο που επιλέγει ο εκπαιδευόµενος παρουσιάζονται πρώτα οι γενικές έννοιες και στη συνέχεια καθώς το γνωστικό του επίπεδο βελτιώνεται, εµβαθύνουµε σε ειδικές έννοιες περνώντας από το απλό στο σύνθετο [18]. Ένα µάθηµα που δηµιουργείται µε βάση το γνωστικό στόχο που έχει επιλέξει ο εκπαιδευόµενος περιλαµβάνει: (i) παρουσίαση των σηµαντικών εννοιών που ανταποκρίνεται στο γνωστικό του επίπεδο, (ii) συνδέσµους προς συνοπτικές περιγραφές των προαπαιτούµενων εννοιών (iii) συνδέσµους προς την περιγραφή των σχετικών εννοιών σε ένα γλωσσάρι. Το εκπαιδευτικό υλικό που παρέχεται σε κάθε µάθηµα εµπλουτίζεται από: Συνοπτικές περιγραφές των περιεχοµένων, Λέξεις κλειδιά, Ανακεφαλαιώσεις, Βιβλιογραφία πηγές, Ασκήσεις αυτοαξιολόγησης. Επιλογή εκπαιδευτικού υλικού µαθήµατος. Σε αυτό το στάδιο γίνεται η επιλογή εκπαιδευτικού υλικού για την παρουσίαση των εννοιών του µαθήµατος. Η διαδικασία αυτή συνεκτιµά το γνωστικό επίπεδο του εκπαιδευόµενου στις διαφορετικές έννοιες καθώς και το προσωπικό του στυλ µάθησης και επιλέγει την κατάλληλη εκπαιδευτική στρατηγική. Η χρήση πολλαπλών εκπαιδευτικών στρατηγικών αυξάνει τις πιθανότητες να ανταποκριθεί το σύστηµα αποτελεσµατικά στις ανάγκες και απαιτήσεις του ανοµοιογενούς κοινού στο οποίο απευθύνεται. Βασικός στόχος του συστήµατος είναι να δώσει σταδιακά στον εκπαιδευόµενο το κατάλληλο εκπαιδευτικό υλικό, ώστε η επίδοση και οι ικανότητές του να εξελιχθούν από την αποµνηµόνευση εννοιών, γεγονότων και διαδικασιών στην εφαρµογή τους και τελικά στην αξιοποίησή τους σε νέες καταστάσεις. Το εκπαιδευτικό υλικό που παρέχεται σε κάθε µάθηµα περιλαµβάνει µονάδες γνώσης που στοχεύουν στις παραπάνω ικανότητες και ακολουθούν το επίπεδο γνώσης (βαθµός δυσκολίας) και τις προτιµήσεις του εκπαιδευόµενου (τύπος εκπαιδευτικού υλικού, βαθµός αλληλεπίδρασης). Ένα δείγµα του διαθέσιµου εκπαιδευτικού υλικού εµφανίζεται στον Πίνακα 2. Ο σχεδιασµός αυτός βασίζεται στο µοντέλο της Component Display Theory του D.Merill [274]. Οι παρουσιάσεις που παρέχονται και στα τρία στάδια είναι δύο ειδών «Επίδειξης» και «ιερευνητικές». Οι πρώτες απαιτούν παθητική ανάγνωση (Βαθµός Αλληλεπίδρασης=Χαµηλή) από τον εκπαιδευόµενο, ενώ στις δεύτερες η παρουσίαση περιέχει ρητορικές ερωτήσεις, οι απαντήσεις των οποίων εµφανίζονται µετά από αίτηση του εκπαιδευόµενου µέσα από «κρυµµένες» περιοχές του κειµένου (Βαθµός Αλληλεπίδρασης=Μεσαία). Ακόµα, η αξιολόγηση περιλαµβάνει ασκήσεις αυτοαξιολόγησης µε λυµένα θέµατα (η συµµετοχή του εκπαιδευόµενου στην αξιολόγηση του µαθησιακού αποτελέσµατος θεωρείται ιδιαίτερα σηµαντική) καθώς και τεστ αξιολόγησης τα οποία ο εκπαιδευόµενος καταθέτει για σχολιασµό και διόρθωση.

272 Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση Επίδοση Εκπαιδευτικό Υλικό Εκπαιδευτική Στρατηγική (Performance) (Educational Material) Επίδειξη Παρουσίαση Θεωρίας ΥΠΕΡΚΕΙΜΕΝΟ I. Επίδειξη Παρουσίαση Περιπτώσεων ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ ΑΠΟΜΝΗΜΟΝΕΥΣΗ ιερευνητική προσέγγιση Θεωρίας ΥΠΕΡΚΕΙΜΕΝΟ (REMEMBER) ιερευνητική προσέγγιση παραδειγµάτων ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ Αξιολόγηση ΤΕΣΤ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Επίδειξη Παρουσίαση Θεωρίας ΥΠΕΡΚΕΙΜΕΝΟ Επίδειξη Παρουσίαση Περιπτώσεων ΠΑΡΑ ΕΙΓΜΑΤΑ II. Γνωστική µαθητεία Εξάσκηση µε παραδείγµατα / ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗ δραστηριότητες ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ (USE) Αντιµετώπιση προβληµάτων µέσω δραστηριοτήτων ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Αξιολόγηση ΤΕΣΤ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Νέα ιερευνητική Παρουσίαση Θεωρίας ΥΠΕΡΚΕΙΜΕΝΟ III. Γνωστική µαθητεία Εξάσκηση µε νέα παραδείγµατα / ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ δραστηριότητες ΑΥΤΟΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ (FIND) Αντιµετώπιση προβληµάτων µέσω δραστηριοτήτων ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ Αξιολόγηση ΤΕΣΤ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ Πίνακας 2. Τα τρία στάδια προόδου, οι εκπαιδευτικές στρατηγικές που υιοθετούνται και το εκπαιδευτικό υλικό που τις υποστηρίζει Οι εκπαιδευτικές στρατηγικές που υιοθετούνται σε κάθε επίπεδο είναι[8][17]: η παρουσίαση (demonstration) (µέσω επίδειξης ή διερεύνησης), και χρησιµοποιείται για την παρουσίαση θεωρίας και παραδειγµάτων, η γνωστική µαθητεία και η αντιµετώπιση προβληµάτων που χρησιµοποιούνται για την εξάσκηση αλλά και την αξιολόγηση του εκπαιδευόµενου. Οι εκπαιδευτικές αυτές στρατηγικές εναλλάσσονται στα τρία στάδια προόδου ανάλογα µε τις προτιµήσεις του εκπαιδευόµενου, το γνωστικό του επίπεδο αλλά και τη φύση του γνωστικού αντικειµένου (βλέπε Πίνακα 2). Μονάδα Αξιολόγησης Εκπαιδευοµένου. Επεξεργάζεται συγκεκριµένα δεδοµένα για τον εκπαιδευόµενο, τα οποία καταγράφονται από τη µονάδα Εποπτείας κατά τη διάρκεια της µελέτης του και εποµένως αλληλεπίδρασής του µε το σύστηµα όπως, τον τύπο του εκπαιδευτικού υλικού που µελετά, το χρόνο που αφιερώνει σε κάθε µονάδα γνώσης, τον αριθµό των ερωτήσεων που απαντά σωστά κλ.π. Συνεκτιµώντας τα παραπάνω στοιχεία που συνοδεύουν κάθε κόµβο έννοιας στο µοντέλο εκπαιδευόµενου, παράγει ένα ποιοτικό χαρακτηρισµό σχετικά µε το επίπεδο της γνώσης του εκπαιδευόµενου στις διάφορες έννοιες του γνωστικού στόχου [16][20]. Στη συνέχεια ενηµερώνει τον κόµβο της έννοιας στο µοντέλο εκπαιδευόµενου στη Β µε το νέο χαρακτηρισµό επίδοσης. Μονάδα Παρουσίασης. Αναλαµβάνει την παρουσίαση του µαθήµατος στον εκπαιδευόµενο, η δοµή του οποίου προκύπτει από τη Μονάδα ηµιουργίας Μαθήµατος. Τα περιεχόµενα του µαθήµατος, τις έννοιες και το εκπαιδευτικό υλικό, τα αναζητά στο µοντέλο εκπαιδευόµενου. Στη συνέχεια διαβάζει από τη Β του συστήµατος τα εκπαιδευτικά µετα-δεδοµένα της κάθε γνωστικής µονάδας παίρνοντας πληροφορίες για τον τύπο του υλικού που πρόκειται να εµφανίσει αλλά και τη φυσική του θέση στο δίσκο. Με τις πληροφορίες αυτές δηµιουργεί την αρχική HTML σελίδα του µαθήµατος, η οποία αποστέλλεται στο φυλλοµετρητή (browser) του εκπαιδευόµενου. Τα περιεχόµενα του µαθήµατος, δηλ. το εκπαιδευτικό υλικό που διατίθεται στον εκπαιδευόµενο για το συγκεκριµένο µάθηµα, παρουσιάζονται µε τη µορφή υπερ-συνδέσµων. Η παρουσίαση των περιεχοµένων του µαθήµατος υποδηλώνει µε γραφικό τρόπο πληροφορίες σχετικά µε το είδος του παρεχόµενου εκπαιδευτικού υλικού, όπως τύπος υλικού, βαθµός δυσκολίας, βαθµός αλληλεπίδρασης, κ.λπ.. Μονάδα Εποπτείας Εκπαιδευόµενου. Ο ρόλος της µονάδας είναι η καταγραφή των δεδοµένων / αιτήσεων του εκπαιδευόµενου, τα οποία αποτελούν µέρος της HTTP αίτησης που προκύπτει από κάθε κίνησή του. Η µονάδα Εποπτείας αναλαµβάνει την περαιτέρω επεξεργασία τους, υπολογίζοντας αθροίσµατα, µέσους όρους, και ποσοστά, καθώς και την ενηµέρωση των σχετικών κόµβων του µοντέλου εκπαιδευόµενου. Για παράδειγµα, ας

2 ο Πανελλήνιο Συνέδριο µε ιεθνή Συµµετοχή 273 υποθέσουµε ότι ο εκπαιδευόµενος µελέτησε για κάποιο χρόνο µια σελίδα υπερκειµένου και ο φυλλοµετρητής µεταφέρει στη µονάδα Εποπτείας τη συγκεκριµένη πληροφορία. Η µονάδα Εποπτείας αναλαµβάνει να ενηµερώσει τα σχετικά πεδία του µοντέλου εκπαιδευόµενου, όπως, το χρόνο µελέτης υλικού τύπου υπερκειµένου της συγκεκριµένης έννοιας, το ποσοστό του συνολικού χρόνου µελέτης που αφιέρωσε σε αυτές, τη συχνότητα αλλαγής σελίδας κατά την πλοήγησή του στο σύστηµα, κ.λπ. Ακόµα, η µονάδα Εποπτείας εκκινεί την ανανέωση µαθήµατος στις εξής περιπτώσεις: (i) µετά από αίτηση του εκπαιδευόµενου, (ii) όταν ο εκπαιδευόµενος επιλέξει ένα νέο γνωστικό στόχο, (iii) µετά από ένα τεστ αυτο-αξιολόγησης, ή (iv) µετά από ένα µεγάλο χρονικό διάστηµα από την τελευταία αξιολόγηση. Τέλος, µεταφέρει τη ροή της λειτουργίας στην αρχή, όταν ο εκπαιδευόµενος ζητήσει αλλαγή των Ρυθµίσεων Συστήµατος. 4. Συµπεράσµατα και Μελλοντική Έρευνα Στην εκπαίδευση από απόσταση µέσω ιαδικτύου, ένα εκπαιδευτικό σύστηµα θα πρέπει να είναι σε θέση να ανταποκριθεί µε τον κατάλληλο τρόπο σε διαφορετικές καταστάσεις και απαιτήσεις εφόσον το κοινό που παρακολουθεί αποτελείται συνήθως από ενήλικες, µε διαφορετικό γνωστικό υπόβαθρο, επίπεδο, στόχους και προτιµήσεις. Στην εργασία αυτή παρουσιάστηκε η αρχιτεκτονική ενός προσαρµοστικού εκπαιδευτικού συστήµατος για το ιαδίκτυο που υιοθετεί τη µέθοδο της προσαρµοστικής παρουσίασης. Το σύστηµα εποπτεύει τον εκπαιδευόµενο σε όλη τη διάρκεια της µελέτης του και προσαρµόζει σε αυτόν το εκπαιδευτικό υλικό των παρεχόµενων µαθηµάτων. Το εκπαιδευτικό υλικό σε ένα τέτοιο σύστηµα θα πρέπει εποµένως να περιλαµβάνει διαφορετικούς τύπους πληροφορίας και επίπεδα παρουσίασης. Η γενικότερη εκπαιδευτική προσέγγιση που υιοθετείται δίνει τη δυνατότητα στον εκπαιδευόµενο να επιλέξει ένα γνωστικό στόχο και τον στηρίζει βηµατικά στην επίτευξή του, αυξάνοντας το βαθµό δυσκολίας του υλικού και τις απαιτήσεις στην επίδοσή του. Η συµµετοχή του εκπαιδευόµενου στην εκπαιδευτική διαδικασία είναι ένα κρίσιµο σηµείο στο σχεδιασµό του συστήµατος και επηρεάζει την επιτυχία της όλης αλληλεπίδρασης. Σε αυτή τη φάση του έργου βρίσκεται σε εξέλιξη ο σχεδιασµός των διαφορετικών µονάδων της αρχιτεκτονικής του συστήµατος µε µεθόδους κύρια από το χώρο της Υπολογιστικής Νοηµοσύνης. Η αποτελεσµατικότητα των µεθόδων εξετάζεται σε περιβάλλοντα προσοµοίωσης µε ενθαρρυντικά µέχρι τώρα αποτελέσµατα. Ακόµα, η συγκριτική µελέτη εναλλακτικών συµβολικών και υπο-συµβολικών µεθόδων αποτελεί µελλοντικό ερευνητικό στόχο του έργου καθώς και η υλοποίηση της βέλτιστης προσέγγισης σε µια εφαρµογή. 5. Αναφορές 1. ARIADNE project. Available at http://ariadne.unil.ch 2. Berners Lee, T., Fielding, R., and Frystyk, H. Hypertext Transfer Protocol - HTTP/1.0. Network Working Group, RFC 1945, 1996 3. Brusilovsky, P. Adaptive and Intelligent Technologies for Web-based Education. In C. Rollinger and C. Peylo (eds.), Special Issue on Intelligent Systems and Teleteaching, Knstliche Intelligenz, 4, 19-25, 1999 4. Brusilovsky, P. Methods and Techniques of Adaptive Hypermedia. User Modeling and User- Adapted Interaction 6: 87-129. Kluwer Academic Publishers. Netherlands, 1996 5. Conklin, J. Hypertext: an introduction and survey. IEEE Computer, 20, 9, 17-41, 1987 6. Grigoriadou, M., Papanikolaou, K. Learning Environments on the Web: The Pedagogical Role of the Educational Material. Themes in Education, 2. Leader Books. Greece, 2000 7. Hammond, N. and Allison, L. Extending hypertext for learning: An investigation of access and guidance tools. In A. Sutcliffe amd L.Macaulay (eds.) People and Computers V. Cambridge University Press, 293-304, 1989 8. Jonassen, D. Evaluating constructivistic learning. Educational Technology, 9, 1991

274 Οι Τεχνολογίες της Πληροφορίας και της Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση 9. Jones, M., Greer, J., Mandinach, E., du Boulay, B., and Goodyear, P. Synthesizing instructional and computational science. In M.Jones, and P.Winne (Εds.) Adaptive learning environments: Foundations and frontiers. Springer-Verlag, Berlin, 1992 10. Lesgold, A.M., Bona, J.G., Ivill, J.M., Bowen, A. Toward a theory of curriculum for use in designing intelligent instructional systems. In H. Mandl, A.M.Lesgold (Eds.): Learning Issues for Intelligent Tutoring Systems. Springer-Verlag, New York, 1987 11. Magoulas G. D., Papanikolaou K. and Grigoriadou M. Towards a computationally intelligent lesson adaptation for a distance learning course, In Proc. of the Int. Conf. on Tools with Artificial Intelligence, Chicago, 1999 12. Mc Calla, G. The Search for Adaptability, Flexibility and Individualization: Approaches to Curriculum in ITS, Nato ASI SeriesF Vol. 85, 1992 13. Merril, M.D. Component Display Theory. In C.M.Reigeluth (Ed.), Instructional design theories and models: An overview of their current status. Hillsdale, NJ: Lawrence Elrbaum Ass., 1983 14. Nielsen, J. Hypertext and Hypermedia. Academic Press, 1990 15. Papanikolaou K.A., Magoulas G.D., and Grigoriadou M. A Connectionist Approach for Adaptive Lesson Presentation in a Distance Learning Course. In Proc. of Int. Joint Conf. on Neural Networks, Washington, 1999 16. Papanikolaou, K. A., Magoulas, G. D., Grigoriadou, M. Computational intelligence in adaptive educational hypermedia. In Proc. of Int. Joint Conf. on Neural Nets, Italy, 2000 17. Pedagogy for Web-based Education. Available at http://webclass.cqu.edu.au/resources/pedagogy/ 18. Reigeluth, C.M., and Stein, F.S. The elaboration theory of instruction. In C.M.Reigeluth (Ed.), Instructional design theories and models: An overview of their current status. Hillsdale, NJ: Lawrence Elrbaum Associates, 1983 19. Romiszowski, A.J. The hypertext/hypermedia solution-but what exactly is the problem? In D. H. Jonassen, and H. Mandl (eds) Designing hypermedia for learning.. Nato ASI SeriesF Vol. 67, Springer Verlag, Berlin, 1990 20. Stathacopoulou, R., Magoulas, G.D., and Grigoriadou., M. Neural network-based fuzzy modeling of the student in intelligent tutoring systems. In Proc. of Int. Joint Conf. on Neural Networks, Washington, 1999 21. Stephanidis C., Paramythis A., Karagiannidis C., and Savidis A. Supporting Interface Adaptation: The AVANTI Web-Browser. In Proc. of the 3rd ERCIM Workshop on User Interfaces for All, Obernai, France, 1997 22. Vassileva J. Dynamic course generation on the WWW. In Proc. of Int. Conf. Artificial Intelligence in Education, 1997 23. Weber, G., and Specht, M. User modelling and adaptive navigation support in WWW-based tutoring systems. In A.Jameson, C. Paris, and C. Tasso (Εds). User Modeling, pp.289-300, Springer-Verlag, Wien, 1997 24. Wenger, E. AI and Tutoring Systems. Computational and Cognitive Approaches to the Communication Knowledge. M. Kaufmann Publishers, Inc., California, 1987